Strategieën voor het verbeteren van de energie-efficiëntie in installaties voor de verwerking van mineralen

Energiekosten vertegenwoordigen een aanzienlijk deel van de operationele uitgaven in de mijnbouw- en de mineralenindustrie, en het verminderen van het verbruik verbetert de winstgevendheid en verlaagt de uitstoot van broeikasgassen. Moderne minerale verwerkingsfabrieken worden geconfronteerd met toenemende druk om meer hoogwaardige concentraten te produceren uit laagwaardig ertsafzettingen, een trend die de energie-intensiteit verhoogt.

Inzicht in het energieverbruik in de verwerking van mineralen

De verwerking van mineralen is inherent energie-intensief. Comminution crussing en slijpen alleen kan goed zijn voor 50 .70% van de totale energie die in een verwerkingsfabriek wordt gebruikt. De typische uitsplitsing van het energieverbruik in de belangrijkste procesfasen is als volgt:

• Vermaald en vermalen: 50
• Slurrytransport en pompen: 10
• Separatie (flotatie, zwaartekracht, magnetisch): 5
• Het ontwateren en drogen: 5
• Conveying en aangesloten systemen: 5

De energie die per ton verwerkt erts wordt verbruikt kan sterk variëren afhankelijk van de hardheid van erts, de voedergrootte en de productspecificaties voor slijpen. Begrijpen waar energie wordt gebruikt ..en verspild .is de eerste stap naar effectieve verbetering. Gedetailleerde energie-audits tonen vaak aan dat veel installaties werken ver van hun theoretische optimale, met verliezen van apparatuur inefficiënties, slechte controle strategieën, en onderbenut apparatuur.

Strategieën ter verbetering van de energie-efficiëntie

1. Optimaliseer de werking van de apparatuur

Veel verwerkingsfabrieken draaien apparatuur met vaste snelheden, ongeacht de werkelijke belasting, wat leidt tot aanzienlijke energieverspilling. Variabele frequentieaandrijvingen (VFD's) staan motoren toe om te werken op de snelheid die nodig is voor het proces, waardoor stroomafname met 20

Regelmatig onderhoud is even kritisch. Slecht onderhouden apparatuur verbruikt meer energie: versleten voeringen in slijpmolens verhogen het verbruik van slijpmedia en vereisen een hogere stroomingang; verkeerd afgestemde riemen en aandrijvingen veroorzaken wrijvingsverliezen; en vuile filters in stofcollectoren verhogen de stroomvraag van ventilatoren. Een gestructureerd preventief onderhoudsprogramma, gekoppeld aan conditiebewaking (trillingenanalyse, thermografie, olieanalyse), zorgt voor apparatuur die werkt bij piekefficiëntie.

2. Implementeren van geavanceerde procescontrole

Geavanceerde procesbesturingssystemen (APC) gebruiken realtime gegevens om continu bedrijfsparameters aan te passen, processen op hun meest efficiënte werkpunt te houden. In slijpcircuits kan APC de snelheid, de voersnelheid en classificatie optimaliseren door de cycloontoevoerdichtheid en -druk te controleren. In flotatie kan het reagensdosering en beluchtingssnelheden aanpassen op basis van de chemie van de mest. Deze systemen verminderen het energieverbruik met 5 .15% terwijl het debiet en de terugwinning worden verhoogd.

Moderne APC-hefboom machine learning en model predictive control om te anticiperen op storingen voordat ze zich voordoen. Bijvoorbeeld, een voorspellend model kan een dreigende overbelasting van de molen detecteren en de toevoersnelheid verminderen voordat de molen stilstaat, waardoor de golfenergie die nodig is om een volle molen opnieuw op te starten wordt vermeden. Veel van dergelijke systemen zijn nu cloud-connected, waardoor op afstand optimalisatie op meerdere locaties mogelijk is. De U.S. Department of Energy.

In koudere klimaten kan afvalwarmte worden gebruikt voor het verwarmen van gebouwen, transportbandbehuizingen en water voor schuimflotatie, waardoor de behoefte aan fossiele brandstofgestookte verwarmingstoestellen wordt verminderd. CSIRO heeft geïntegreerde warmteterugwinningssystemen in Australische mineralenverwerkende bedrijven aangetoond die de totale energievraag verlagen zonder de productkwaliteit in gevaar te brengen.

5. Optimaliseren van de slijpcircuits

Omdat slijpen het grootste deel van de energie verbruikt, leveren zelfs kleine verbeteringen aanzienlijke besparingen op. Technieken omvatten:

• Vervangen van schermen door hydrocyclonen die een scherpere classificatie bieden en oversmaling verminderen.
• Installeren van de reductiefasen om de voedergrootte te verminderen tot de primaire molenEen reductie van 20% in voedergrootte kan het energieverbruik met 10
• Met behulp van slijpmiddelen van optimale grootte en materiaal kunnen grotere media nodig zijn voor grof slijpen, terwijl kleinere media fijnslijpen efficiëntie verbeteren; met behulp van hoge hardheid gesmeed of gegoten kogels kan verminderen slijtage en een consistente lading van de molen gewicht handhaven.
• Optimaliseren van de snelheid van de molen en het laadvolume door continue monitoring van de stroomafname van de molen.

Batch slijptest en simulatiesoftware (bv. JKSimMet, Bond Work Index analyse) helpen ingenieurs bij het ontwerpen van de meest energie-efficiënte circuitconfiguratie voor een bepaald erts. De implementatie van een cementering- en slijp-energiemanagementsysteem kan real-time feedback geven over specifiek energieverbruik per ton product, zodat de operators parameters kunnen aanpassen voor onmiddellijke winst.

6. Verbeteren van de classificatie en scheiding efficiëntie

Slechte classificatie en scheiding dwingen het slijpcircuit extra energie te verbruiken om materiaal dat na de flotatie had moeten worden afgewezen of verzonden te re-processeren. In flotatie kan het verbeteren van de schuimstabiliteit en de grootte van de bellen de terugwinning verhogen terwijl het verminderen van de stroomtrekkracht op de flotatiecelmotoren. [Hydrofloatscheiders[ en smart cyclonen[]] die snijpunten in real time aanpassen verminderen misplaatst materiaal en lagere recirculerende belastingen.

In zwaartekrachtscheiding bieden multi-zwaartekrachtscheiders en verhoogde zwaartekrachtconcentrators een betere efficiëntie met een lagere energie-input per ton verwerkt. Magnetische scheiding met behulp van hoge intensiteit zeldzame aardmagneten verbruikt zeer weinig vermogen en kan energie-hongerige flotatie stadia vervangen in sommige toepassingen. Een goed ontworpen scheidingscircuit dat misplaatsing minimaliseert direct vermindert de energie die nodig is in volgende stadia.

7. Integreer hernieuwbare energiebronnen

Veel installaties voor de verwerking van mineralen, vooral die in afgelegen locaties, vertrouwen op dieselgeneratoren of netstroom met een hoge koolstofintensiteit. Integreren van zonne-voltaïsche, windturbines, of hybride systemen kan een aanzienlijk deel van de elektrische belasting van de installatie compenseren. Bijvoorbeeld, een 5 MW zonne-energie-array op een afgelegen koper concentrator in Chili biedt tot 20% van de dagelijkse vraag naar elektriciteit van de installatie, waardoor het brandstofverbruik.

Energieopslagsystemen[ (batterijopslag, pompwater) kunnen de interstermiteit van hernieuwbare energie verzachten en tegelijkertijd belastingsverschuivingen bieden om gebruik te maken van de tijd-van-gebruik elektriciteitsprijzen. In sommige regio's hebben overheidsstimulansen en lagere uitrustingskosten de terugverdientijd voor hernieuwbare energie ter plaatse minder dan vijf jaar gemaakt.Het International Energy Agency[] heeft middelen gepubliceerd voor de integratie van hernieuwbare energie in mijnbouwactiviteiten, waarbij de nadruk wordt gelegd op technische en economische haalbaarheid.

Aanvullende overwegingen

Technologie alleen kan geen volledige energie-efficiëntie bereiken. Het creëren van een cultuur van energiebewustzijn onder medewerkers is essentieel. Opleidingsprogramma's die operatoren leren hoe ze energieafval kunnen identificeren, dashboards kunnen gebruiken en processen voor efficiëntie kunnen aanpassen kunnen directe verbeteringen opleveren. Sommige installaties houden ..energy kaizen ..evenementen waarbij cross-functionele teams energieafval in specifieke gebieden identificeren en elimineren.

Regelmatige energieaudits uitgevoerd door gecertificeerde professionals (bv. ISO 50001 gecertificeerde auditors) helpen verborgen verliezen te ontdekken. Audits moeten minstens om de twee jaar worden uitgevoerd en omvatten analyse van persluchtsystemen (vaak een belangrijke lekbron), stoomsystemen en elektrische vermogensfactor. Powerfactorcorrectiecondensatoren kunnen utility sancties verminderen en capaciteit van transformators vrijmaken.

De implementatie van een energiebeheersysteem (EnMS) op basis van ISO 50001 biedt een gestructureerd kader voor het instellen van energieprestatie-indicatoren (EnPI's), het bijhouden van vooruitgang en voortdurend verbeteren. Veel mijnbouwbedrijven hebben ISO 50001-certificering bereikt en rapporteerden 1020% vermindering van de energie-intensiteit binnen drie jaar.

Conclusie

Verbetering van de energie-efficiëntie in de winningsfabrieken is een veelzijdige onderneming die apparatuur optimalisatie, procesautomatisering, terugwinning van afvalwarmte, circuits-herontwerp en een ondersteunende organisatiecultuur combineert. De strategieën in dit artikel bieden praktische, bewezen wegen om het energieverbruik met 15 .30% of meer te verminderen, met overeenkomstige financiële en milieuvoordelen.

Aangezien ertsgraden blijven dalen en de energiekosten stijgen, zullen de centrales die vandaag investeren in energie-efficiëntie de meest veerkrachtige en rendabele morgen zijn. Door een systematische aanpak te volgen. Door een energieaudit te starten, low-cost operationele veranderingen te implementeren, dan kunnen kapitaalintensieve upgrades en duurzame integratie operators aanzienlijke, duurzame verbeteringen bereiken. De reis naar energie-efficiëntie is geen eenmalig project, maar een continu proces van meting, analyse en innovatie.